第3章通信网络系统

第3章通信网络系统智能建筑通信网络系统CNS是保证楼内的语音、数据、图像传输的基础，它同时与外部通信网(如公共电话网、数据通信网、计算机网络、卫星以及广电网等)相连，提供建筑物内外的有效信息服务。3．1通信网络系统的作用通信网络系统提供的各类业务及其业务接口，目前通过建筑物内的综合布线及CATV同轴电缆引至各个用户终端。通信网络系统的设计，应满足办公自动化系统的要求，并能适应电信部门的通信公网向数字化、智能化、综合化、宽带化及个人化发展的趋势。考虑到接入网和综合业务数字网(1SDN)的发展，公网应向使用者提供快捷、有效、安全及可靠的信息通信服务，包括语言文本，图形、图像及计算机数据等多种媒体的通信服务。客户可自行定义服务通信方式，调整通信服务功能。3．2通信网络系统的组成与功能智能建筑中的通信网络系统包括通信系统和计算机网络系统两大部分。通信系统目前主要由两大系统组成：用户程控交换机和有线电视网(CATV)。前者是由电信系统方面发展而来的，后者是广电系统方面发展至今的。计算机网络系统即智能建筑中的计算机局域网及其互联网、接入网。CNS一般包括以下子系统：①电话通信系统。是各类建筑物必须设置的系统。智能建筑中的电话系统交换设备一般采用PABX(用户程控交换机)，电话线路基于综合布线系统GCS。PABX不仅能提供传统的语音通信方式，还能满足用户对数据通信、计算机局域网互连、N-ISDN，通信的要求。②有线电视系统。有线电视系统CATV也是智能建筑的基本系统之一。与传统CATV不同的是，智能建筑CATV要求电视图像信号双向传输，并为采用HFC(光纤同轴电缆混合接入网)打下基础。③视频会议系统。视频会议系统是利用图像压缩编码和处理技术、电视技术、计算机网络通信技术和相关设备、线路，实现远程点对点或多点之间图像、语音、数据信号的实时交互式通信。可大大节省时间、提高会议的效率、降低会议成本。④广播电视卫星系统。通过架设在房顶的卫星地面站可直接接收广播电视的卫星信号。VSAT(VerySmallApertureTerminal)卫星通信系统是20世纪80年代发展起来的一种新型的卫星通信系统，是具有小口径天线的智能化的地球站。这类地球站安装使用方便，非常适合智能建筑的数据传输。大量的这类小站(天线为几米甚至小到lm以下)协同一个大站(称主站)，构成一个卫星通信系统，可以单向、双向传输数据、话音、图像及其他综合电信和信息业务，适合于用户分散、业务量不大的专用或公用通信网。⑤同声传译系统。同声传译系统是译员通过专用的传译设备提供的即时口头翻译，译员通过话筒讲话，听众通过耳机接收，这种翻译形式可同时有几种语富，如联合国大会就有6种语言的同声传译。⑥公共/紧急广播系统。智能大厦和高级宾馆等现代化建筑物都设有广播音响系统，包括一般广播、紧急广播和音乐广播等部分。广播音响系统的设计则包括公共广播与客房音响二部分。公共广播用于公共场所，如走廊、电梯门厅、电梯轿厢、入口大厅、商场、酒吧、宴会厅等，通常采用组合式声柱或分散扬声器箱，平时播放背景音乐，当遇到火灾时作为事故广播，指挥人员的疏散。客房音响设置的目的是为客人营造一种欣赏音乐与休息的舒适环境。⑦计算机局域网。包括智能建筑公共主干网，以及物业管理使用的局域网和购房/租房用户使用的业务局域网。主干网和楼层局域网主要采用以太网系列。⑧用户接入网。从现代网络功能角度看，通信网由传输网、交换网和接入网3部分组成。电信网的接入网是指实现本地交换机与用户间连接的部分；有线电视的接入网是指从前端到用户之间的部分；而数据通信网的接入网是指通信子网的边缘路由器与用户PC之间的部分。用户接入网主要是解决智能建筑内部与外部世界的信息沟通。主流用户接入网目前有N-ISDN(窄带综合业务数字网)、HFC(光纤同轴电缆混合网)、ADSL（非对称数字用户线）、HTTB(光纤到楼)、DDN(数字数据网)。3．3程控电话系统3．3．1PABX及发展（1）PABX智能建筑通信系统的控制中心是程控数字用户交换机PABX(PrivateAutomaticBranchExchange)系统。该系统将数字通信技术、计算机技术和微电子技术集成为一体，成为一个高度模块化设计的全分散控制系统。它不仅能向智能建筑中用户提供已有的模拟通信环境，而且还能向用户提供当前的数据通信、多媒体通信以及正在发展的ISDN综合业务数字网通信环境。（2）PABX的发展20世纪80年代中，国外智能建筑中已大多采用第3代程控数字交换机产品。20世纪90年代初以来，随着现代数字交换技术、计算机技术和微电子技术飞跃发展，有力地推动着第3代数字交换机系统中采用更加先进的硬件和高级软件，并向第4代交换机技术发展和完善。正在发展的第4代程控数字用户交换机实际上是全数字综合业务交换机，它为智能建筑中实现办公室自动化及多媒体通信等提供强有力的支持。3．3．2PABX的功能智能建筑中的PABX具有以下基本功能：（1）具有综合业务数据的传输功能，对每一用户可同时进行话音、数据、图像的多媒体通信。（2）实现办公室信息自动化的功能，对各个不同的用户终端设备提供码式、码速和协议转换。（3）构成计算机局域网(LAN)的功能。3．3．3PABX的分类（1）旅馆型旅馆型程控数字用户交换机出入局话务量较大，不需要直接拨入功能；而话务台功能要强。为满足客人打长途电话的需要，应具有立即计费功能。为满足旅馆房间管理需要，应具有旅馆房间管理软件，该软件应提供房间控制、语音信箱（提供留言服务、客房状态、请勿打扰、自动叫醒、综合语音和数据系统等功能）。（2）医院型医院型程控数字用户交换机除具有旅馆型用户交换机的软件功能外，还应具有呼叫寄存、呼叫转移、病房紧急呼叫、热线电话、BP寻呼机或无绳电话、综合语音和数据系统等信息接口的功能。（3）办公室自动化型为了提高办公效率，用户能自动呼入呼出，避免话务员介入，以提高效率。提供多种通信接口：X．25，N-ISDN，DDN，LAN，光通信。传输用户电报、传真、静态图像、可视图像（可视电话）等。支持计算机网络联网能力。具有与语音信箱、传真信箱、电子信箱连接的接口并与上述信箱联网，可提高办公效率、提高对建筑物内用户信息通信的服务等级。（4）银行型银行程控数字用户交换机除具有办公自动化型功能外，还具有总行与分行间的台信联络、语言自动应答、警卫巡更线路、外线保留等功能。（5）专网型专网型程控数字用户交换机应具有组网功能，具有多位号码存储和转拨、直达路由选择、自动迂回、外线呼叫等级限制、远端集中维护管理及话务台集中设置等功能。3．4广播音响电视系统见《建筑电气技术》3．5VSAT卫星通信系统3．5．1VSAT概念甚小口径终端VSAT(VerySmallApertureTerminal)，是20世纪80年代发展起来的一种新型的卫星通信系统，是具有小口径天线的智能化地球站。这类地球站安装使用方便，非常适合智能建筑使用。大量的小站协同一个主站，构成一个卫星通信系统，可以单向、双向传输数据、话音、图像及其他综合电信及信息业务。3．5．2VSAT系统结构VSAT系统是由主站、卫星、小站(VSAT)组成。小站和主站是通过卫星转发器连成星形系统，小站和主站之间通过卫星能互通，而小站和小站之间不能互通，小站只能首先将信号送主站，再由主站送给另一小站实现互通，即通过小站——卫星——主站——卫星——小站的“双跳’’方式互通。3．5．3VSAT特点一、VSAT的特点（1）设备简单、体积小、重量轻、耗电省、造价低、安装、维护和操作简便。（2）组网灵活，接续方便，网络部件模块化易于扩展和调整。（3）通信效率高，特别适用于传输数据。（4）可以直接面对用户，适合于用户分散、业务量不大的专用或公用通信网。二、同地面通信网络相比，VSAT网络的优点（1）能提供宽带的点对多点通信，比特率在2．4、4．8、9．6kbit/s至1．544Mbit/s的范围，而且扩容时经济灵活。（2）一个中心站可联接多个远地小站，由中心站管理整个星型网络。（3）独立性好，是用户拥有的专用网。（4）覆盖范围大，通信成本与距离无关，价格便宜、安装简单，维护操作方便。（5）组网灵活、接续方便、多种业务可在一个网内共存，可对所有地点提供相同的业务种类和服务质量。（6）通信质量好，比特误码率可达10-7—10-10，而地面线路仅为10-3-10-4。受灾害影响小，安全性好，不易窃听三、与传统卫星通信网相比，VSAT具有如下特点（1）面向用户而不是面向网络，不像传统卫星通信网那样中间需经过电信网络后与用户设备进行通信。（2）天线尺寸小，一般直径为2．4m，小的只有0．5m。（3）安装方便，可安装在离用户非常近的地方，如屋顶、阳台等。（4）一般作专用网，而传统卫星通信网多用作公用网。（5）传输速率低，一般不大于2Mbit/s。3．5．4VSAT应用VSAT网特别适用于工商、信息和管理部门的计算机通信业务。业已成熟的VSAT技术，除了为地面通信网提供数据和话音通道外，还能接入ISDN终端来满足将来发展的各种新业务。用户可以使用计算机、传真机、电话机来进行数据传输、高速传真、语音通信等，而且VSAT的通信技术质量均高于电话网。3．6智能建筑中的计算机网络3．6．1计算机网络在智能建筑中的作用和地位信息化社会可以说就是架构在计算机网络的基础之上。伴随社会信息化诞生发展的智能建筑要实现安全、高效、舒适、便利的建筑环境，同样必须依赖计算机网络，如智能建筑中的物业管理、办公自动化、内外通信、上因特网、系统集成、远程教育、网上娱乐、网上购物、网上证券、网上医疗等等，都离不开计算机网络的支撑。（1）计算机网络是智能建筑OAS的必要基础。办公自动化系统发展到今天，不论是行政型、生产型或经营型OAS，也不论是事务型、管理型或决策型OAS，还是内部局域网型或Internet内外互连型OAS，无一不是建立在计算机网络基础之上的。（2）计算机网络支撑智能建筑的物业管理。基于网络的智能建筑物业管理系统可节省大量人力、物力和财力，并显著提高工作效率和质量。如物管公司基于网络实现房产管理、公共设施管理、收费管理及公司内部管理等，用户可通过网络进行物业报修、查询物业收费信息、物管投诉、意外自动报警、求助呼叫等。（3）计算机网络是智能建筑CNS的核心内容之一。在智能建筑设计国家标准（GB／T50314—2000）中，将CAS规范称为CNS(通信网络系统)。其中规定：CNS应能为建筑物或建筑群的拥有者(管理者)及建筑物内的各个使用者提供有效的信息服务。诸如上因特网、VOD、远程教育、网上娱乐、网上购物、网上证券、网上医疗等信息服务，需要以计算机网络为平台才可能实现。（4）计算机网络互连是智能建筑系统集成的必由之路。不论是各智能子系统内部的集成，还是各智能子系统之间的集成，其本质都是异构计算机网络的互连，关键是解决协议的转换。（5）计算机网络与综合布线系统(GCS)的关系。智能建筑设计标准GB／T50314--2000中说明：GCS是建筑物或建筑群内信息通信网络的基础传输通道。因此，GCS可作为计算机网络的有线介质通道，是计算机网络中的“路”。至于“路”上跑什么“车”、“车”上载什么“货”则应根据用户的应用需求，选择配置适宜的计算机网络，而相应的计算机网络协议则是“路”上的交通规则。3．6．2快速以太网100Mht/s快速以太网的拓扑结构、帧结构及媒体访问控制方式完全继承了l0Mbit/s以太网的802．3基本标准。与l0Base-T类似，既有共享型集线器组成的共享型快速以太网系统，又有快速以太网交换器构成的交换型快速以太网系统。快速以太网的l0Mbit/s／100Mbit/s自适应技术可保证l0Mbit/s以太网能够平滑地过渡到100Mbit/s以太网。快速以太网主要有3种类型：（1）100Base-TX。传输介质使用5类UTP，只用其中4根线（2根发送，2根接收），最长距离为100m，使用与10Base-T一样的RJ45连接器。可作为智能建筑的楼层LAN或主干网。（2）100Ba